WO2009021902A1 - Verfahren und vorrichtung zur priorisierung von sonderfahrzeugen an einem lichtsignalgesteuerten knotenpunkt - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur priorisierung von sonderfahrzeugen an einem lichtsignalgesteuerten knotenpunkt Download PDF

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WO2009021902A1
WO2009021902A1 PCT/EP2008/060399 EP2008060399W WO2009021902A1 WO 2009021902 A1 WO2009021902 A1 WO 2009021902A1 EP 2008060399 W EP2008060399 W EP 2008060399W WO 2009021902 A1 WO2009021902 A1 WO 2009021902A1
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WO
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node
vehicle
special
feature
special vehicle
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/060399
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Althen
Bernhard Hering
Stefan HÖPFEL
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/07—Controlling traffic signals
    • G08G1/087—Override of traffic control, e.g. by signal transmitted by an emergency vehicle
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/017—Detecting movement of traffic to be counted or controlled identifying vehicles
    • G08G1/0175—Detecting movement of traffic to be counted or controlled identifying vehicles by photographing vehicles, e.g. when violating traffic rules

Definitions

  • the invention relates to a method for prioritizing special vehicles at a light signal-controlled node according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a device for carrying out the method according to claim 16.
  • the task is to provide optimum transport of special vehicles, which may also include vehicles of taxi fleets or the military, requires that the type, position, speed and directional intention of the approaching special vehicle detected in time and from a powerful ECU logic in a temporal and topological appropriate route activation are implemented.
  • a remote control of traffic light systems by special right vehicles is known, with a radio remote control transmitter in the special right vehicle and a directional antenna on the vehicle roof serve a located in front of a special right vehicle road traffic signal system by transmitting pulses via a device installed on the traffic signal receiving device on eg control or electrically switch the general stop light and, if appropriate, additional stop light, in order to thereby create a free carriageway or intersection for the special-purpose vehicle.
  • the utility model DE 298 16 791 Ul discloses a control device for infrastructure activation for emergency vehicles with special powers using the GPS system. It consists of a control center, a road clearing device and an emergency vehicle, all of which each have at least both a radio data transmission module with receiver and transmitter as well as a computer unit.
  • the emergency radio module contains the emergency vehicle, the activation device and the control center
  • Each emergency vehicle contains, in addition to the data radio module, a GPS receiver and an on-board computer.
  • the devices for carrying out the known methods require expensive vehicle-side equipment with which the fleets of special vehicles to be prioritized are to be equipped.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method for preferential treatment of special vehicles at a light signal-controlled node of the type mentioned, which is to be realized by a device with economically reasonable effort and wide usage profile.
  • the object is achieved by a generic method in which the features specified in the characterizing part of claim 1 are provided.
  • no vehicle-mounted devices are required, except for the features of the special vehicle which are present anyway.
  • special vehicles are detected and localized in real time by means of digital image analysis. Due to the high performance of modern image recording and evaluation technology, the inventive method is a viable and very economical solution, since in particular the expensive retrofitting of special vehicles to be prioritized can be completely dispensed with.
  • a time series of digital images is recorded and evaluated by a vehicle approaching the node.
  • time-variable features of special vehicles can be recognized by a large number of images recorded in series, on the other hand, the security with which a feature determining the special vehicle is detected is increased. Further information can be obtained from the change in the feature coming to the video camera, which is reflected in the temporal image series, in order, for example, to be able to draw conclusions about the movement of the special vehicle.
  • a detail of the recorded image containing the feature is determined. For example, in a first image evaluation step, the entire image is evaluated for the presence of a feature, and in a second evaluation step, only the one or more sections of the recorded image are more accurately analyzed for the content of the feature. is examined, the inventive method can be significantly accelerated.
  • the feature is formed by a display area arranged on the special vehicle for characters.
  • a display area arranged on the special vehicle for characters.
  • Such flat, mostly rectangular display surfaces can be quickly recognized by modern image evaluation algorithms and their character contents are determined by OCR (Optical Character Recognition) algorithms.
  • Such display areas can be formed by line number and destination displays of public transport vehicles, but also by taxi signs or quite general license plates.
  • the feature is preferably determined by the shape and / or size and / or arrangement position and / or coloring and / or character content of the display surface.
  • the shape is determined, for example, by the ratio of length to width of a rectangular display area. For the size of the display area, the comparison with the vehicle size is characteristic.
  • the placement position of the display area is usually the roof for taxi signs, and for buses or trams, the line numbers and the destination are usually located above the windscreen. Taxi signs are also characterized by their color.
  • the display surfaces of the special vehicles to be prioritized are stored in an electronic storage unit.
  • the memory unit may be distributed, i. directly in the video camera or in their local evaluation unit, or arranged in a higher-level evaluation center.
  • the license plates of all officially registered special vehicles can be stored.
  • the stored display areas are centrally administers and updates.
  • the fleet centers of the special vehicles can thus report changes in the number of license plates of their vehicle fleets to the evaluation center. This means that there is always a current database of license plates in the storage unit of the evaluation center in order to recognize those of special vehicles to be prioritized from the determined license plates.
  • the license plates of vehicles of local public transport in particular of city buses and trams, deposited.
  • the license plates of emergency vehicles of the fire department and / or the police and / or the emergency doctor, ambulance and rescue services are deposited as display surfaces, but also of VIP vehicles and / or taxi fleets and / or vehicles of the technical relief organization and / or Bundeswehrfahrzeu - gen.
  • the feature is formed by a flashing light arranged on the special vehicle.
  • a flashing light has a characteristic shape and is characterized by the intermittent light emission, which can be seen on a series of images.
  • the feature is determined by shape and / or color and / or flashing frequency and / or arrangement position of the flashing light. Due to the shape and the flashing frequency, the flashing lights of special vehicles differ from ordinary direction indicators; also the arrangement position is different here. Due to the blue color of the flashing light, special vehicles differ from, for example, street sweepers or other urban use vehicles, which typically emit a yellow flashing light.
  • Direction indicator activity and / or a character content of the display surface of a detected special vehicle whose intended route over the node determined.
  • the detection of the lane results from the positions of the special vehicle in comparison to the overall image setting or compared to the image background, which is formed by vehicle columns and / or lane markings.
  • An evaluation of the display area in terms of the character content allows a conclusion on the line of a public transport and its destination. Since the routes of these vehicles are fixed, it is also clear which route this special vehicle intends via the hub.
  • a speed of the approaching special vehicle is determined from the position of an optical axis of a video camera receiving the digital images and from the temporal change in the size of the feature. Due to the speed and the distance of the special vehicle to the node when taking the picture, the remaining travel time of the special vehicle can be calculated until reaching the node point. This information is required to initiate the activation of the intended route in good time via the connection of the relevant signal generator.
  • a digital image which is evaluated digitally upon detection of a feature determining a special vehicle, is recorded by a vehicle removing the nodal point.
  • the recognition of a special vehicle at a node triggers the request for a route clearing also at a node following in the direction of travel of the special vehicle.
  • a "green wave" is built up for the special vehicle, which significantly shortens the travel time of the vehicle through the road network to its destination.
  • the device-related part of the object is achieved according to the invention by a device for carrying out a method according to one of the claims 1 to 15, with a traffic light system controlling the junction, which has a control device for receiving request signals for activating a travel path by means of signal transmitters, in which a video camera for recording digital images of a vehicle approaching the nodal point is arranged in an approach to the junction, and in which a device connected to the video camera and the control device for the digital evaluation of the recorded images is designed in such a way that an image displayed on a recorded image , a special vehicle determining feature is recognizable.
  • a device for prioritizing a special vehicle S at a node K has a traffic light system 10 controlling the traffic flow at this node K.
  • the traffic signal system 10 has a plurality of signal transmitters emitting light signals 12, of which for the sake of simplicity only the one that emits light signals for vehicles which approach the node K via the approach Z is shown , which encounters the node K from the bottom of the drawing sheet.
  • Light signal system 10 are controlled or switched by a running in a control unit 11 signal program.
  • the signal program running in the control unit 11 can implement a fixed-time control logic or a traffic-dependent control logic.
  • the control unit 11 is designed to receive request signals for activation of a route F intended by the special vehicle S by means of the signal transmitters 12.
  • the special vehicle S may be a public bus or an emergency medical vehicle in use approaching the node K on the left turn lane of the approach Z and turning left to exit the node K via the exit A.
  • a video camera 20 is arranged in the access Z to the node K such that it receives digital images of vehicles approaching the node K.
  • the recorded images are transmitted by the video camera 20 to a digital evaluation device 30, which is embodied such that a feature M that is displayed on a recorded image and determines a special vehicle S can be identified.
  • the video camera 20 is positioned at the roadside of the access Z at such a large distance from the node K that a special vehicle S detected by the image recordings requires such a long travel time until the node K is reached, so that sufficient time is available for the implementation of the activation process in FIG the traffic signal remains.
  • the digital image evaluation takes place in the evaluation device 30, which comprises a memory unit 31 in addition to a computing unit for carrying out the evaluation algorithms.
  • a plurality of reference images or reference data is stored, the features M for detecting a special vehicle S included.
  • the special vehicle S is, for example, a bus
  • a combination of two display areas MIO can serve as the feature M, on which the line number MI1 (see FIG. 2) and the destination M12 (see FIG.
  • the relative arrangement of the display surfaces MIO and their arrangement above the windscreen of the bus mark this as a special vehicle S.
  • the shape, coloring and, in particular, the character content of the display areas MIO can be determined.
  • the recognition reliability of a feature determining vehicle M is further increased by the fact that a temporal series of digital images is recorded and evaluated. From the series of successive pictures and the accompanying change in size of the
  • the speed and the position of the special vehicle S can be determined.
  • the concrete line number MIl and its destination M12 are recognized, whereby the route of the bus S and thus the intended route F via the node K are determined.
  • the competing traffic streams receive a blocking signal, so that the special vehicle S without having to stop, the node K on the route F can happen.
  • a video camera 20 arranged at the exit A from the node K makes it possible to detect the departure of the special vehicle S from the junction area. Thereafter, the controller 11 may return to normal control logic.
  • a section of the image is sought in a first evaluation step in the evaluation device 30, in which the feature M to be recognized is displayed. This section is then examined in more detail in a second evaluation step to find out the individual properties that make up the feature.
  • FIG 2 can serve as display surfaces and taxi signs M13 and license plates with official license plate M14.
  • the number plate M14 of a vehicle is characterized by features such as its shape, size, color scheme and
  • Font determined The image section with the license plate is examined in the second evaluation step using the OCR (Optical Character Recognition) algorithms to determine the character content.
  • OCR Optical Character Recognition
  • the determined vehicle license plate number is now compared with the stored in the memory unit 31 reference flag of special vehicles S to be prioritized. If there is agreement, the approaching vehicle is recognized as a special vehicle S.
  • special vehicles S can even be recognized individually.
  • Emergency vehicles S of the police, the emergency services, emergency physicians and the fire brigade feature a blue M20 flashing light with a characteristic shape, color and flashing frequency.
  • Nodes K of an inner-city road network are connected via a communication link, which may be wired or wireless, connected to a traffic control center 40.
  • a communication link which may be wired or wireless, connected to a traffic control center 40.
  • centralized control commands for the traffic signal systems 10 for coordinating a "green wave” can be output.
  • the detection of the special vehicle S at the node K triggers a time-offset path clearing at the node K ', which points in a straight direction to the node point K.
  • the special vehicle B turns left on its route F to its place of work at the node K, thus approaching the node K ", if the special vehicle S is accompanied by a video camera installed there Recognized evaluation device as a special vehicle S, the "green wave" for the node K 'is withdrawn,
  • the characteristics Z of the special vehicles S to be prioritized stored in the memory unit 31 of the evaluation center 30 can also be managed and updated.
  • the fleet centers of the special vehicles S that is to say, for example, all officially registered ambulance vehicles, send the stock of license plates Z of vehicles S ready for use to the traffic control center 40, which brings or holds all connected storage units 31 to the respective current status.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bevorrechtigung von Sonderfahrzeugen (S) an einem lichtsignalgesteuerten Knotenpunkt (K), wobei an einer den Verkehrsfluss am Knotenpunkt (K) steuernden Lichtsignalanlage (10) auf Anforderung ein Fahrweg (F) über den Knotenpunkt (K) frei geschaltet wird, wobei eine dem beabsichtigten Fahrweg (F) entsprechende Freischaltung angefordert wird, sobald ein sich dem Knotenpunkt (K) näherndes Fahrzeug als Sonderfahrzeug (S) erkannt wird. Wenn von einem sich dem Knotenpunkt (K) nähernden Fahrzeug ein digitales Bild aufgenommen wird, und das aufgenommene Bild auf Erkennung eines ein Sonderfahrzeug (S) bestimmenden Merkmals (M) digital ausgewertet wird, wird ein Verfahren bereitgestellt, welches durch eine Vorrichtung mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand und breitem Nutzungsprofil zu realisieren ist.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Priorisierung von Sonderfahrzeugen an einem lichtsignalgesteuerten Knotenpunkt
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bevorrechtigung von Sonderfahrzeugen an einem lichtsignalgesteuerten Knotenpunkt nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- rens nach Patentanspruch 16.
Beim Passieren eines Knotenpunktes eines Straßennetzes, an dem der Verkehr mittels einer Lichtsignalanlage gesteuert wird, treten für Fahrzeuge oft erhebliche Wartezeiten auf. Lange Wartezeiten sind für viele Sonderfahrzeuge jedoch nicht akzeptabel. Einerseits gelingt es Einsatzfahrzeugen von Polizei, Feuerwehr oder Rettungsdiensten oftmals nur schwer, innerhalb der vorgeschriebenen Höchstzeit am Einsatzort anzukommen. Trotz Bevorrechtigung sind insbesondere Überquerungen von Kreuzungen während der Rotphase durch die erforderliche Vorsicht zeitaufwendig und unfallträchtig. Andererseits besteht eine große Herausforderung des öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) darin, eine attraktive Fahrtzeit für die Wegstrecken der Fahrgäste anzubieten, um mit dem Individual- verkehr konkurrieren zu können. Es ist oftmals Ziel, den öffentlichen Verkehr gegenüber dem Individualverkehr zu bevorzugen. Da sich beispielsweise Linienbusse und Straßenbahnen vielfach gleichberechtigt mit dem Individualverkehr die Straßeninfrastruktur teilen, stellt die Priorisierung bzw. Be- schleunigung der ÖPNV-Sonderfahrzeuge eine herausfordernde
Aufgabe dar. Eine optimale Durchschleusung von Sonderfahrzeugen, wozu auch Fahrzeuge von Taxiflotten oder des Militärs zählen können, setzt voraus, dass die Art, die Position, die Geschwindigkeit und die Richtungsabsicht des herankommenden Sonderfahrzeugs rechtzeitig erkannt und von einer leistungsfähigen Steuergerätelogik in eine zeitlich und topologisch passende Fahrwegfreischaltung umgesetzt werden. Aus der Offenlegungsschrift DE 31 35 774 Al ist eine Fernsteuerung von Straßenverkehrslichtsignalanlagen durch Sonderrechtsfahrzeuge bekannt, wobei ein Funkfernsteuerungssender im Sonderrechtsfahrzeug und eine Richtantenne auf dem Fahr- zeugdach dazu dienen, eine vor einem Sonderrechtsfahrzeug befindliche Straßenverkehrslichtsignalanlage durch Sendeimpulse über eine an der Lichtzeichenanlage installierte Empfangseinrichtung auf z.B. allgemeines Stopplicht und gegebenenfalls zusätzliches Stopplicht zu steuern bzw. elektrisch zu schal- ten, um den Sonderrechtsfahrzeug dadurch eine freie Fahrbahn bzw. Kreuzung zu schaffen.
Die Gebrauchsmusterschrift DE 298 16 791 Ul offenbart eine Steuereinrichtung zur Fahrwegfreischaltung für Einsatzfahr- zeuge mit Sonderbefugnissen unter Nutzung des GPS-Systems. Es besteht aus einer Leitstelle, einer Straßenfreischalteinrich- tung und einem Einsatzfahrzeug, wobei alle jeweils mindestens sowohl ein Datenfunkmodul mit Empfänger und Sender als auch eine Recheneinheit aufweisen. Über das Datenfunkmodul stehen Einsatzfahrzeug, Freischalteinrichtung und Leitstelle in
Funkverbindung und übertragen telemetrisch geografische Koordinaten, Adressen, Statusmeldungen und Modi. Jedes Einsatzfahrzeug enthält neben dem Datenfunkmodul einen GPS-Empfänger und einen Bordcomputer.
Zusätzlich zu der knotenpunktseitigen Infrastruktur erfordern die Vorrichtungen zur Durchführung der bekannten Verfahren eine kostenaufwendige fahrzeugseitige Ausstattung, mit der die zu priorisierenden Flotten von Sonderfahrzeugen auszu- statten sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bevorrechtigung von Sonderfahrzeugen an einem lichtsignalgesteuerten Knotenpunkt der eingangs genannten Art bereit- zustellen, welches durch eine Vorrichtung mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand und breitem Nutzungsprofil zu realisieren ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein gattungsgemäßes Verfahren, bei dem die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale vorgesehen werden. Indem von einem sich dem Knotenpunkt nähernden Fahrzeug ein di- gitales Bild aufgenommen wird, und das aufgenommene Bild auf Erkennung eines ein Sonderfahrzeug bestimmenden Merkmals digital ausgewertet wird, sind keine fahrzeugseitigen Einrichtungen - abgesehen von den ohnehin vorhandenen Merkmalen des Sonderfahrzeugs - erforderlich. Durch Beobachtung des zuflie- ßenden Verkehrs mittels Videokameras werden Sonderfahrzeuge in Echtzeit durch digitale Bildauswertung erkannt und lokalisiert. Durch die hohe Leistungsfähigkeit der modernen Bildaufnahme und -auswertetechnik stellt das erfindungsgemäße Verfahren eine praktikable und sehr wirtschaftliche Lösung dar, da insbesondere auf die teure Nachrüstung der zu priori- sierenden Sonderfahrzeuge komplett verzichtet werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von einem sich dem Knotenpunkt nähernden Fahrzeug eine zeitliche Serie digitaler Bilder aufgenommen und ausgewertet. Durch eine Vielzahl an seriell aufgenommenen Bildern können einerseits zeitlich veränderliche Merkmale von Sonderfahrzeugen erkannt werden, andererseits wird die Sicherheit erhöht, mit der ein das Sonderfahrzeug bestimmendes Merkmal erkannt wird. Weitere Informationen können aus der Veränderung des auf die Videokamera zukommenden Merkmals, welche sich in der zeitlichen Bilderserie widerspiegelt, gewonnen werden, um beispielsweise Rückschlüsse auf die Bewegung des Sonderfahrzeugs ziehen zu können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein das Merkmal enthaltender Ausschnitt des aufgenommenen Bildes ermittelt. Indem beispielsweise in einem ersten Bildauswertungsschritt das gesamte Bild auf das Vor- handensein eines Merkmals ausgewertet wird, und in einem zweiten Auswertungsschritt nur der oder diejenigen Ausschnitte des aufgenommenen Bildes genauer auf den Inhalt des Merk- mals untersucht wird, kann das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich beschleunigt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Merkmal durch eine am Sonderfahrzeug angeordnete Anzeigefläche für Zeichen gebildet. Solche ebenen, meist rechteckigen Anzeigeflächen können durch moderne Bildauswertungsalgorithmen schnell erkannt und deren Zeicheninhalte durch OCR-Algorithmen (Optical Character Recognition) ermittelt werden. Solche Anzeigeflächen können durch Liniennummern- und Fahrtzielanzeigen von Fahrzeugen des öffentlichen Personennahverkehrs, aber auch von Taxi-Schildern oder ganz allgemeinen Nummernschildern gebildet werden.
Vorzugsweise wird das Merkmal durch Form und/oder Größe und/oder Anordnungsposition und/oder Farbgebung und/oder Zeicheninhalt der Anzeigefläche bestimmt. Die Form ist beispielsweise durch das Verhältnis von Länge zur Breite einer rechteckigen Anzeigefläche bestimmt. Für die Größe der Anzei- gefläche ist der Vergleich mit der Fahrzeuggröße charakteristisch. Die Anordnungsposition der Anzeigefläche ist bei Taxischildern in der Regel das Dach und bei Bussen oder Straßenbahnen sind die Liniennummern und das Fahrtziel meistens oberhalb der Frontscheibe angebracht. Taxischilder sind zudem durch ihre Farbgebung gekennzeichnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Anzeigeflächen der zu priorisierenden Sonderfahrzeuge in einer elektronischen Speichereinheit hin- terlegt. Die Speichereinheit kann dezentral, d.h. direkt in der Videokamera oder in deren lokaler Auswertungseinheit, oder aber in einer übergeordneten Auswertungszentrale angeordnet sein. Hier können die beispielsweise die Kennzeichen sämtlicher amtlich zugelassener Sonderfahrzeuge abgelegt wer- den.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die hinterlegten Anzeigeflächen zentral ver- waltet und aktualisiert. Durch leitungsgebundene oder drahtlose Kommunikationsmittel können die Flottenzentralen der Sonderfahrzeuge damit Änderungen im Kennzeichenbestand ihrer Fahrzeugflotten an die Auswertungszentrale melden. Damit liegt in der Speichereinheit der Auswertungszentrale stets ein aktueller Datenbestand an Kennzeichen vor, um von den ermittelten Kennzeichen diejenigen von zu priorisierenden Sonderfahrzeugen zu erkennen.
Vorzugsweise werden in der Speichereinheit als Anzeigeflächen die Kennzeichen von Fahrzeugen des öffentlichen Personennahverkehrs, insbesondere von Linienbussen und Straßenbahnen, hinterlegt .
Bevorzugt werden als Anzeigeflächen auch die Kennzeichen von Einsatzfahrzeugen der Feuerwehr und/oder der Polizei und/oder der Notarzt-, Sanitäts- und Rettungsdienste hinterlegt, aber auch von VIP-Fahrzeugen und/oder Taxiflotten und/oder Fahrzeugen des technischen Hilfswerks und/oder Bundeswehrfahrzeu- gen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Merkmal durch ein an das Sonderfahrzeug angeordnetes Blinklicht gebildet. Hierdurch können herannahen- de, in Einsatz befindliche Sonderfahrzeuge der Polizei, der
Feuerwehr, der Sanitätsdienste, von Notärzten und dem technischen Hilfswerk erkannt werden. Ein Blinklicht hat eine charakteristische Form und ist durch das intermittierende Lichtaussenden, was auf einer Bildserie erkennbar ist, charakteri- siert.
Vorzugsweise wird das Merkmal durch Form und/oder Farbe und/ oder Blinkfrequenz und/oder Anordnungsposition des Blinklichtes bestimmt. Durch Form und Blinkfrequenz unterscheiden sich die Blinklichter von Sonderfahrzeugen von gewöhnlichen Fahrtrichtungsanzeigen; auch die Anordnungsposition ist hier anders. Durch die blaue Farbe des Blinklichts unterscheiden sich Sonderfahrzeuge von beispielsweise Straßenkehrmaschinen oder sonstigen städtebaulichen Einsatzfahrzeugen, welche typischerweise ein gelbes Blinklicht von sich geben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs- gemäßen Verfahrens wird aus einer Fahrspur und/oder einer
Fahrtrichtungsanzeigeraktivität und/oder einem Zeicheninhalt der Anzeigefläche eines erkannten Sonderfahrzeugs dessen beabsichtigter Fahrweg über den Knotenpunkt ermittelt. Die Erkennung der Fahrspur ergibt sich aus den Positionen des Son- derfahrzeugs im Vergleich zur Gesamtbildeinstellung bzw. im Vergleich zum Bildhintergrund, der durch Fahrzeugkolonnen und/oder Fahrbahnmarkierungen gebildet wird. Eine Auswertung der Anzeigefläche hinsichtlich des Zeicheninhalts lässt einen Rückschluss auf die Linie eines öffentlichen Verkehrsmittels und dessen Fahrtziel zu. Da die Routen dieser Fahrzeuge festgelegt sind, ist auch klar, welchen Fahrweg dieses Sonderfahrzeug über den Knotenpunkt beabsichtigt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs- gemäßen Verfahrens wird aus der Lage einer optischen Achse einer die digitalen Bilder aufnehmenden Videokamera und aus der zeitlichen Veränderung der Größe des Merkmals eine Geschwindigkeit des herannahenden Sonderfahrzeugs ermittelt. Aufgrund der Geschwindigkeit sowie des Abstandes des Sonder- fahrzeugs zum Knotenpunkt bei Aufnahme des Bildes kann die verbleibende Fahrzeit des Sonderfahrzeugs bis zum Erreichen des Knotenpunktes errechnet werden. Diese Information ist erforderlich, um die Freischaltung des beabsichtigten Fahrweges rechtzeitig über die Anschaltung der betreffenden Signalgeber einzuleiten.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von einem sich dem Knotenpunkt entfernenden Fahrzeug ein digitales Bild aufgenommen, das auf Erkennung eines ein Sonderfahrzeug bestimmenden Merkmals digital ausgewertet wird. Hierdurch kann der Abschluss der Fahrzeugpassage genau erkannt werden und die Steuerlogik der Lichtsignalanlage in den normalen Signalzyklus zurückgebracht werden .
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens löst die Erkennung eines Sonderfahrzeuges an einem Knotenpunkt die Anforderung einer Fahrwegfreischaltung auch an einem in Fahrtrichtung des Sonderfahrzeuges nachfolgenden Knotenpunkt aus. Hierdurch wird eine „Grüne Welle" für das Sonderfahrzeug aufgebaut, was die Fahr- zeit des Fahrzeuges durch das Straßennetz zum seinem Ziel wesentlich verkürzt.
Der vorrichtungsbezogene Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Durchführung eines Ver- fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit einer den Knotenpunkt steuernden Lichtsignalanlage, welche ein Steuergerät zur Entgegennahme von Anforderungssignalen für eine Freischaltung eines Fahrwegs mittels Signalgebern aufweist, bei welcher in einer Zufahrt zum Knotenpunkt eine Videokamera zur Aufnahme digitaler Bilder eines sich dem Knotenpunkt nähernden Fahrzeuges angeordnet ist und bei welcher eine mit der Videokamera und dem Steuergerät verbundene Einrichtung zur digitalen Auswertung der aufgenommenen Bilder derart ausgebildet ist, dass ein auf einem aufgenommenen Bild abgebilde- tes, ein Sonderfahrzeug bestimmendes Merkmal erkennbar ist.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, deren Aufbau und Funktion im Nachfolgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert wird, in deren
FIG 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Priorisierung von Sonderfahrzeugen an einem Knotenpunkt und
FIG 2 verschiedene, Sonderfahrzeuge kennzeichnende Merkmale
schematisch veranschaulicht sind. Gemäß FIG 1 weist eine Vorrichtung zur Priorisierung eines Sonderfahrzeugs S an einem Knotenpunkt K eine den Verkehrs- fluss an diesen Knotenpunkt K steuernde Lichtsignalanlage 10 auf. Je nach Art der am Knotenpunkt K konkurrierenden Ver- kehrsströme weist die Lichtsignalanlage 10 eine Vielzahl an Lichtzeichen abgebenden Signalgebern 12 auf, von welchen der Einfachheit halber nur derjenige dargestellt ist, der Lichtsignale für Fahrzeuge abgibt, die sich dem Knotenpunkt K über die Zufahrt Z nähern, welche auf dem Zeichnungsblatt von un- ten auf den Knotenpunkt K stößt. Die Signalgeber 12 der
Lichtsignalanlage 10 werden von einem in einem Steuergerät 11 ablaufenden Signalprogramm angesteuert bzw. geschaltet. Das im Steuergerät 11 ablaufende Signalprogramm kann eine Festzeitsteuerlogik oder eine verkehrsabhängige Steuerlogik um- setzen. Das Steuergerät 11 ist zur Entgegennahme von Anforderungssignalen für eine Freischaltung eines von dem Sonderfahrzeug S beabsichtigten Fahrwegs F mittels der Signalgeber 12 ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel mag es sich bei dem Sonderfahrzeug S um einen öffentlichen Linienbus oder um ein im Einsatz befindliches Notarztfahrzeug handeln, der sich dem Knotenpunkt K auf der Linksabbiegerspur der Zufahrt Z nähert und links abbiegen will, um den Knotenpunkt K über die Ausfahrt A zu verlassen.
Erfindungsgemäß ist in der Zufahrt Z zum Knotenpunkt K eine Videokamera 20 derart angeordnet, dass sie digitale Bilder von sich dem Knotenpunkt K nähernden Fahrzeugen aufnimmt. Die aufgenommenen Bilder werden von der Videokamera 20 an eine digitale Auswertungseinrichtung 30 übertragen, die derart ausgebildet ist, dass ein auf einem aufgenommenen Bild abgebildetes, ein Sonderfahrzeug S bestimmendes Merkmal M erkennbar ist. Die Videokamera 20 ist am Straßenrand der Zufahrt Z in einem derart großen Abstand vom Knotenpunkt K aufgestellt, dass ein über die Bildaufnahmen erkanntes Sonderfahrzeug S eine so große Fahrzeit bis zum Erreichen des Knotenpunktes K benötigt, damit genügend Zeit für die Umsetzung des Frei- schaltungsvorganges in der Lichtsignalanlage bleibt. Die digitale Bildauswertung erfolgt in der Auswertungseinrichtung 30, die neben einer Recheneinheit zur Ausführung der Auswertungsalgorithmen eine Speichereinheit 31 umfasst. In der Speichereinheit 31 ist eine Vielzahl an Referenzbildern oder Referenzdaten hinterlegt, die Merkmale M zur Erkennung eines Sonderfahrzeugs S enthalten. Wenn das Sonderfahrzeug S beispielsweise ein Bus ist, kann als Merkmal M eine Kombination von zwei Anzeigeflächen MIO dienen, auf welchen die Liniennummer MIl (vgl. FIG 2) und das Fahrtziel M12 (vgl. FIG 2) dargestellt sind. Die relative Anordnung der Anzeigeflächen MIO sowie deren Anordnung oberhalb der Frontscheibe des Busses kennzeichnen diesen als Sonderfahrzeug S.
Zur Erhöhung der Erkennungssicherheit können Form, Farbgebung und insbesondere der Zeicheninhalt der Anzeigeflächen MIO ermittelt werden. Außerdem wird die Erkennungssicherheit eines ein Sonderfahrzeug bestimmenden Merkmals M noch dadurch erhöht, dass eine zeitliche Serie digitaler Bilder aufgenommen und ausgewertet wird. Aus der Serie aufeinander folgender Bilder und der damit einhergehenden Größenveränderung des
Fahrzeuges und dessen Anzeigefläche MIO können die Geschwindigkeit und die Position des Sonderfahrzeugs S ermittelt werden. Anhand des Zeicheninhalts werden die konkrete Liniennummer MIl sowie dessen Fahrtziel M12 erkannt, wodurch die Route des Busses S und damit der beabsichtigte Fahrweg F über den Knotenpunkt K bestimmt sind. Damit stehen sämtliche Informationen zur Verfügung, die für die Anforderung einer bestimmten Freischaltung am Steuergerät 11 benötigt werden. Die konkurrierenden Verkehrsströme erhalten ein Sperrsignal, so dass das Sonderfahrzeug S ohne anhalten zu müssen, den Knotenpunkt K auf dem Fahrweg F passieren kann.
Eine an der Ausfahrt A aus dem Knotenpunkt K angeordnete Videokamera 20 ermöglicht es, das Verlassen des Sonderfahrzeugs S aus dem Knotenpunktbereich zu detektieren. Daraufhin kann das Steuergerät 11 wieder zur normalen Steuerlogik zurückkehren . Um die digitale Bildauswertung zu beschleunigen wird in einem ersten Auswertungsschritt in der Auswertungseinrichtung 30 ein Ausschnitt des Bildes gesucht, in welchem das zu erkennende Merkmal M abgebildet ist. Dieser Ausschnitt wird dann in einem zweiten Auswertungsschritt genauer untersucht, um die einzelnen Eigenschaften, die das Merkmal bilden, herauszufinden. Gemäß FIG 2 können als Anzeigeflächen auch Taxischilder M13 sowie Nummernschilder mit amtlichen KFZ-Kenn- zeichen M14 dienen. Das Nummernschild M14 eines Fahrzeuges ist durch Merkmale wie seine Form, Größe, Farbgebung und
Schriftart bestimmt. Der Bildausschnitt mit dem Nummernschild wird im zweiten Auswertungsschritt anhand der OCR-Algorithmen (engl. Optical Character Recognition) untersucht, um den Zeicheninhalt zu bestimmen. Das ermittelte KFZ-Kennzeichen wird nun mit den in der Speichereinheit 31 hinterlegten Referenzkennzeichen von zu priorisierenden Sonderfahrzeugen S verglichen. Bei Übereinstimmung gilt das sich nähernde Fahrzeug als Sonderfahrzeug S erkannt. Durch eine automatische Nummernschilderkennung können Sonderfahrzeuge S sogar individuell erkannt werden. Einsatzfahrzeuge S der Polizei, der Rettungsdienste, von Notärzten und der Feuerwehr weisen als Merkmal ein blaues Blinklicht M20 mit einer charakteristischen Form, Farbe und Blinkfrequenz auf.
Die Steuergeräte 11 und die Auswertungseinrichtungen 30 der
Knotenpunkte K eines innerstädtischen Straßennetzes sind über eine Kommunikationsverbindung, die leitungsgebunden oder auch drahtlos ausgebildet sein kann, mit einer Verkehrsrechnerzentrale 40 verbunden. Hierdurch können zentral Steuerbefehle für die Lichtsignalanlagen 10 zur Koordinierung einer „grünen Welle" ausgegeben werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel löst die Erkennung des Sonderfahrzeuges S am Knotenpunkt K eine zeitlich versetzte Fahrwegfreischaltung am Knotenpunkt K' aus, der in gerader Fahrtrichtung auf den Knoten- punkt K folgt. Tatsächlich biegt das Sonderfahrzeug S auf seinem Fahrweg F zu seinem Einsatzort am Knotenpunkt K links ab und nähert sich damit dem Knotenpunkt K' ' . Wird das Sonderfahrzeug S von einer dort installierten Videokamera mit Auswertungseinrichtung als Sonderfahrzeug S wiedererkannt, wird die „grüne Welle" für den Knotenpunkt K' zurückgenommen,
Über die Verkehrsrechnerzentrale 40 können außerdem die in der Speichereinheit 31 der Auswertungszentrale 30 abgelegten Kennzeichen Z der zu priorisierenden Sonderfahrzeuge S verwaltet und aktualisiert werden. Hierzu senden die Flottenzentralen der Sonderfahrzeuge S, also beispielsweise sämtlicher amtlich zugelassener Notarztwagen, den Bestand an Kenn- zeichen Z von zum Einsatz bereitstehender Fahrzeuge S an die Verkehrsrechnerzentrale 40, die alle angeschlossenen Speichereinheiten 31 auf den jeweils aktuellen Stand bringt bzw. hält.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Priorisierung von Sonderfahrzeugen (S) an einem lichtsignalgesteuerten Knotenpunkt (K) , wobei an einer den Verkehrsfluss am Knotenpunkt (K) steuernden Lichtsignalanlage (10) auf Anforderung ein Fahrweg (F) über den Knotenpunkt (K) frei geschaltet wird, wobei eine dem beabsichtigten Fahrweg (F) entsprechende Freischaltung angefordert wird, sobald ein sich dem Knotenpunkt (K) näherndes Fahrzeug als Son- derfahrzeug (S) erkannt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass von einem sich dem Knotenpunkt (K) nähernden Fahrzeug ein digitales Bild aufgenommen wird, und dass das aufgenommene Bild auf Erkennung eines ein Sonderfahrzeug (S) bestimmenden Merkmals (M) digital ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei von einem sich dem Knotenpunkt (K) nähernden Fahrzeug eine zeitliche Serie digitaler Bilder aufgenommen und ausge- wertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein das Merkmal (M) enthaltender Ausschnitt des aufgenommenen Bildes ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Merkmal (M) durch eine am Sonderfahrzeug (S) angeordnete Anzeigefläche (MIO) für Zeichen gebildet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Merkmal (M) durch Form und/oder Größe und/oder Anordnungsposition und/oder Farbgebung und/oder Zeicheninhalt der Anzeigefläche (MIO) bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Anzeigeflächen (MIO) der zu priorisierenden Sonderfahrzeuge in einer elektronischen Speichereinheit (31) hinterlegt sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die hinterlegten Anzeigeflächen (MIO) zentral verwaltet und aktualisiert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei als Anzeigeflächen (MIO) die Kennzeichen von Fahrzeugen des öffentlichen Personennahverkehrs hinterlegt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei als Anzeigeflächen (MIO) die Kennzeichen von Einsatzfahrzeugen der Feuerwehr und/oder der Polizei und/oder der Sanitäts- und Rettungsdienste hinterlegt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Merkmal (M) durch ein am Sonderfahrzeug (S) angeordnetes Blinklicht (M20) gebildet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Merkmal (M) durch Form und/oder Farbe und/oder Blinkfrequenz und/oder Anordnungsposition des Blinklichtes (M20) bestimmt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei aus einer Fahrspur und/oder einer Fahrtrichtungsanzei- geraktivität und/oder einem Zeicheninhalt der Anzeigefläche (MIO) eines erkannten Sonderfahrzeuges (S) dessen beabsichtigter Fahrweg (F) über den Knotenpunkt (K) ermittelt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei aus der Lage einer optischen Achse (21) einer die digitalen Bilder aufnehmenden Videokamera (20) und aus der zeitlichen Veränderung der Größe des Merkmals (M) eine Geschwindigkeit des herannahenden Sonderfahrzeugs (S) ermittelt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei von einem sich dem Knotenpunkt (K) entfernenden Fahrzeug ein digitales Bild aufgenommen wird, das auf Erkennung eines ein Sonderfahrzeug (S) bestimmenden Merkmals (M) digital ausgewertet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Erkennung eines Sonderfahrzeuges (S) an einem Knotenpunkt (K) die Anforderung einer Fahrwegfreischaltung an einem in Fahrtrichtung des Sonderfahrzeuges (S) nachfolgenden Knotenpunkt (K') auslöst.
16. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer den Knotenpunkt (K) steuernden Lichtsignalanlage (10), welche ein Steuergerät (11) zur Entgegennahme von Anforderungssignalen für eine Freischaltung eines Fahrwegs (F) mittels Signalgebern (12) auf- weist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in einer Zufahrt (Z) zum Knotenpunkt (K) eine Videokamera (20) zur Aufnahme digitaler Bilder eines sich dem Knotenpunkt (K) nähernden Fahrzeugs angeordnet ist und dass eine mit der Videokamera (20) und dem Steuergerät (11) verbundene Einrich- tung (30) zur digitalen Auswertung der aufgenommenen Bilder derart ausgebildet ist, dass ein auf einem aufgenommen Bild abgebildetes, ein Sonderfahrzeug (S) bestimmendes Merkmal (M) erkennbar ist.
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